科学家发现了地球海洋曾经是绿色的证据，暗示这可能是我们星球以及外星世界早期生命的标志。想象一下世界海洋的美丽蓝色。现在，想象一下同样的海洋呈现绿色。日本名古屋大学的新研究表明了这一有趣的可能性。松尾太郎领导的团队发现证据表明，蓝藻——进化过程中的关键参与者——曾经在绿色海洋中繁衍生息。他们的研究结果发表在《自然生态与进化》杂志上。
这张照片是研究小组于 2023 年在九州萨苏南群岛的硫磺岛拍摄的。研究小组测量了水下透射光谱、氧化铁浓度和存在的蓝藻种类。图片来源：松尾太郎
这项研究揭示了大氧化事件期间的生命，大氧化事件是大约 24 亿年前的一个关键时期，当时蓝藻开始进行产氧光合作用。通过利用阳光产生氧气，这些微生物引发了地球大气层的剧烈变化，最终促成了依赖氧气的生命形式的发展。
如今，植物是氧气产生的主要驱动力，它们依靠叶绿素色素来捕获阳光。然而，早期的蓝藻不仅使用叶绿素，还使用一种称为藻胆素的额外色素，这种色素在它们的光收集系统中起着关键作用。研究小组试图了解为什么这些古老的生物进化到使用这两种色素类型，这种适应性可能塑造了地球早期海洋的颜色和化学性质。
他们利用先进的模拟方法发现，太古代（40 亿至 25 亿年前）的水下光谱因铁沉淀而变为绿色。当时，地球海洋中含有大量亚铁，这些亚铁是由热液喷口系统释放出来的。大氧化事件改变了这种平衡，因为氧气与铁发生反应，将其从亚铁变成了三价铁。
三价铁具有不同的特性，例如不溶解，导致其以铁锈状颗粒的形式沉淀出来。这些富含铁的颗粒的存在改变了能够穿透水的光的波长。由于这些颗粒优先吸收蓝光和红光，因此主要透射的是绿光，导致水下环境以绿色为主。
“基因分析显示，蓝藻具有一种特殊的藻胆蛋白，称为藻红蛋白，能够有效吸收绿光，”松尾说。“我们认为，这种适应性让它们能够在富含铁的绿色海洋中茁壮成长。”
松尾还认为，他的研究可能有助于寻找外太空生命。地球上的海洋呈现蓝色是因为水吸收红光并散射蓝光；然而，太古代的绿色海洋可能由于铁沉淀而有效地反射了绿光。因此，寻找绿色海洋可以作为遥远星球上原始生命的标志。
松尾对绿色海洋可能有助于寻找外星生命感到兴奋。“遥感数据显示，富含氢氧化铁的水域，例如萨苏南群岛硫磺岛周围的水域，看起来明显比典型的蓝色海洋更亮，”松尾说。“这让我们认为，绿色海洋可能可以从更远的距离观察到，因此更容易探测到。”
研究显示地球表面环境与光合生物之间存在着复杂的平衡。研究结果表明，光合生命的出现导致了环境变化，进而促进了光合生物的进一步进化，表明生命与地球往往是共同进化的。
松尾坚信，绿色海洋假说汇集了地球早期的发现。“当我第一次想到海洋曾经是绿色的时候，那是在 2021 年，我比其他任何人都更加怀疑，”他说。“但现在，经过多年的研究，随着地质和生物学见解逐渐像拼图碎片一样拼凑在一起，我的怀疑已经变成了信念。”
“对我个人而言，一个重大的转折点是 2023 年我们在萨苏南群岛硫磺岛的实地考察，”他补充道。“从船上，我们可以看到周围的海水因氢氧化铁而呈现出明显的绿色光泽，就像我想象中的地球曾经的样子一样。”
编译自/ScitechDaily
